变压器教学设计及课后反思-豆瑞鲲

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课堂教学设计

章节名称

人教版选修3-2 第五章 第四节 变压器



学科

物理

授课班级

高二

授课时数

1



姓名

豆瑞鲲

单位

*_**学



教学目标



知识和技能：

（1）知道几种常见变压器的构造，理解变压器的工作原理。

（2）探究理想变压器的原、副线圈中电压与匝数关系，电流与匝数关系。

（3）了解变压器在生活中的应用。

过程和方法：

通过实验探究和理论探究，分析归纳得出原副线圈匝数比与电压比关系。

情感态度和价值观：

通过变压器规律及应用的学习，了解物理知识在生活中的应用，激发学生学习物理的兴趣。



教学重点和难点



教学重点

通过实验探究得到变压器原、副线圈电压和匝数的关系



教学难点

理想变压器电压与匝数关系的分析推导



教学方法和教具



教学方法：启发式，实验探究，分组讨论，理论分析

教 具：学生电源、可拆式变压器、交流电压表、小灯泡、多用表



教学环境选择（A）

A.简易多媒体教室 B.交互式电子白板 C.网络教室 D.移动学习环境





教学过程



教学

环节

教师活动

学生活动

设计意图



创设

情境

激趣

导入

1、多媒体展示表格

用电器

额定工作电压

用电器

额定工

作电压



随身听

3V

机床上的照明灯

36V



扫描仪

12V

防身器

3000V



手机充电器

4.2V、4V、5.3V

黑白电视机显像管

几万伏



录音机

6V、9V、12V

彩色电视机显像管

十几万伏



2、提出问题：照明电路的电压是220V，怎样解决这样的问题？

3、多媒体展示常见变压器。

观察思考

思考问题，给出答案

形象感知变压器

联系实际激发兴趣

联系实际解决问题

增加对变压器的感性认识



讲

授

新

课

一、变压器的工作原理

1、引导学生观察开拆变压器的构造，画出变压器的示意图

2、画出变压器结构图

二、探究变压器变压、变流规律

1、实验探究：原副线圈电压与什么因素有关？引导学生设计实验。

（1）保持原线圈电压U1和匝数n1，不变，改变副线圈匝数n2，研究副线圈匝数n2对副线圈电压U2的影响。

U1= ,

n1= ,

1

2

3

4

5



n2













U1













（2）保持原线圈电压U1和副线圈匝数n2不变， 改变原线圈匝数n1，研究原线圈匝数n1对副线圈电压U2的影响。

U1= ,

n2= ,

1

2

3

4

5



N1













U2



















分析归纳：原线圈电压和匝数不变时，副线圈匝数越多，U2越大。原线圈电压和副线圈匝数不变时，原线圈匝数越少，副线圈电压越高。由此可以推测，原、副线圈电压之比跟原、副线圈的匝数之比成正比。

2、理论探究

根据互感原理推导变压器原副线圈电压比与匝数比关系。

（1）能量损耗分析．

实际的变压器在运行时，哪些地方有能量损耗呢？主要表现在如磁通量漏磁、线圈电阻发热、铁芯涡流等。在解决漏磁方面，铁芯起到了重要的作用。

演示：使可拆变压器的铁芯由不闭合到闭合，接在副线圈两端的小灯泡亮度从较小到正常发光。

分析：若无铁芯或铁芯不闭合时，原线圈中的磁通量只有一小部分贯穿副线圈，大部分漏失在外。有了闭合铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部分磁通量集中在铁芯内部，贯穿副线圈，大大增强了变压器传输电能的作用。变压器中能量转换的过程是：电能
磁能
电能。铁芯起到
了能量转换的作用。

（2）理论推导

在忽略能量损失的条件下，如无漏磁，通过原、副线圈的磁通量及其变化量都相等，即

=

原、副线圈产生的感应电动势分别为

因原、副线圈没有电阻，原、副线圈两端电压与电动势的关系分别为

由此可得，原、副线圈的电压与匝数的关系为

三、理想变压器模型的建立

1、变压器工作过程中，电能和磁能的相互转化是最主要的因素，而伴随而来的损耗是一些次要因素。为了研究问题的方便，我们突出主要因素，忽略次要因素。这是科学研究的一种常用方法。那么，我们可以把实际的变压器抽象成理想变压器一一一个没有能量损耗的理想模型。

2、引导学生自主推导理想变压器原、副线圈电流与匝数的关系。

理想变压器输人的电功率等于输出的电功率
即

由此可得

所以，理想变压器的原、副线圈的电流跟们的匝数成反比。



出变压器示意图

小组讨论，设计实验方案。

小组合作，动手操作，记录数据。

小组讨论，分析数据总结规律

小组讨论，导出结论

建立理想模型

推导电流比与匝数比关系



抽象出物理符号

训练学生解决问题能力，合作学习能力。

训练动手操作实验能力。

训练学生分析总结能力

训练学生理论分析能力

培养学生建模能力

培养学生逻辑思维理论推导能力



系统归纳总结全某某

引导学生总结在本节课学习中，我们学到了哪些知识？使用了哪些思想方法？请同学们总结归纳。

归纳总结

训练归纳总结能力



课堂

检测

见课本44页问题与练习1、2、4、5题

思考问题回答问题

反馈评价课堂效果



评价方案设计



评价形式与工具（A.B.E）

A.课堂提问 B.书面练习 C.制作作品 D.测验 E.其它



板书设计



5.4变压器



一、变压器的工作原理

1、变压器的构造，变压器结构图

2、变压器的示意图

二、探究变压器变压、变流规律

1、实验探究

2、理论探究

3、结论

三、理想变压器模型的建立

1、理想模型

2、电流比与匝数比关系



教学反思



一、教学理论反思

1、“变压器"课题的教学应围绕“什么是变压器？" “变压器副线圈为什么有电压？" “变压器为什么能改变电压？" “变压器是怎样改变电压、电流的？"等问题为线索展开教学。针对学生现有的知识水平和认知特点，在不增加教学难度的前提下，可采用定性分析和定量推导相结合、实验探究和理论推导相结合的方法，使学生先在实验探究中发现电压与线圈匝数之间存在的关系，然后从电磁感应原理出发解释和推导这一关系。这样处理，学生对变压器的变压原理的理解将更加深刻，学生的实验能力和理论分析能力将同时得以训练和培养。

2、以能量转化和传输为核心，突出变压器的理想化模型，这应是处理本节课教学内容所遵循的基本原则。教学中，通过引导学生分析变压器传输电能时因各种原一因而产生的电能损耗，提出变压器的理想化条件，建立理想模型。在此基础上，进一步分析导出理想变压器原、副线圈的功率关系、电压关系和电流关系。这样处理，教学思路严谨、清晰，教学过程自然、流畅，不仅能使学生准确理解理想变压器的工作原理和工作特性，而且，能使学生再次学习建 立物理模型的方法，有利于提高他们的分析概括能力。

二、教学过程反思：

第一环节是借助于课本上简单的实验，观察到灯泡发光，从而引发思考：灯泡所在的电路并没有与电源相连接，为什么会发光？（互感）能量是从哪里转化来的？（能量守恒思想）回忆法拉第课本上的实验（图片），明确发生了电磁感应现象。

第二环节：通过材料展示，同学们发现不同的用电器，其额定电压不同，从而引发第二个思考：怎样得到不同的电压？提示：上面的装置中电源电压是 220v，而小灯泡的额定电压仅为3.8v，是什么装置在起作用呢？引出变压器。简单介绍变压器的结构、符号、基本原理。（在此强调，要用可拆变压器演示给学生看，否则，学生没有这样的感性材料的介入，头脑中缺乏足够的刺激。）

第三环节：设计实验验证猜想。跟同学们交流引起电压改变的可能原因：原线圈，副线圈，铁芯，电源电压等等。讨论决定用控制变量法实施实验。得到初步的印象。

第四环节：理论推导。引领学生分析铁芯（锁磁、涡流），原副线圈（热损），得到在这些能量损失可以忽略的情况下（理想化模型 -忽略次要因素），得到结论。从法拉第地磁感应定律得到变压器的两个重要公式。并介绍成立的条件（直流还是交流、几组副线圈）。

第五环节：小结两个内容。一是知识变压的原理是电磁感应定律，故条件为交流电。二是方法：理想化模型，忽略次要因素的研究方法；理论与实验相结合的方法。

反思如下：我认为我整个思路贯彻较好，学生的反应来看也较好，能够配合设计实验。但是我仍然没有走出老框框，比如，最后的总结环节：忘记了方法的总结，也没有请同学们好好思考，就直接引领。这样会让学生产生惰性。我想，也许正是由于我放不开手脚，所以学生才不能展翅高飞吧。





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